低碳钢从受拉至拉断,分为以下四个阶段。
1 弹性阶段
随着荷载的增加,应变随应力成正比增加。如卸去荷载,试件将恢复原状,表现为弹性变形,与A点相对应的应力为弹性极限。在这一范围内,应力与应变的比值为一常量,称为弹性模量,用E表示。弹性模量反映钢材的刚度,是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。常用低碳钢的弹性模量E=2.0×105~2.1×105MPa,弹性极限E=180~200MPa。
2 屈服阶段
应力与应变不成比例,开始产生塑性变形,应变增加的速度大于应力增长速度,钢材抵抗外力的能力发生“屈服”了。
该阶段在材料万能试验机上表现为指针不动(即使加大送油)或来回窄幅摇动。
钢材受力达屈服点后,变形即迅速发展,尽管尚未破坏但已不能满足使用要求。故设计中一般以屈服点作为强度取值依据。
3 强化阶段
抵抗塑性变形的能力又重新提高,变形发展速度比较快,随着应力的提高而增强。
常用低碳钢的为385~520MPa。抗拉强度不能直接利用,但屈服点与抗拉强度的比值(即屈强比),能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比越小,表明材料的安全性和可靠性越高,结构越安全。但屈强比过小,则钢材有效利用率太低,造成浪费。常用碳素钢的屈强比为0.58~0.63,合金钢为0.65~0.75。
4 颈缩阶段
材料变形迅速增大,而应力反而下降。试件在拉断前,于薄弱处截面显著缩小,产生“颈缩现象”,直至断裂。
通过拉伸试验,除能检测钢材屈服强度和抗拉强度等强度指标外,还能检测出钢材的塑性。塑性表示钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力,它是钢材的一个重要性指标。钢材塑性用伸长率或断面收缩率表示。
金属拉伸试验是检测金属材料质量是否达标的方法之一,在操作的过程中一般分为四个阶段如下:
阶段一:弹性阶段
这一阶段试样的变形完全是弹性的,对金属材料施加初始力值,应力应变比列增加,全部卸载荷载后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
阶段二:屈服阶段
试样的伸长量急剧地增加,而拉力试验机上的荷载读数却在很小范围内(图中锯齿状线)波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计,这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光,则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹,称为滑移线。应变的增加大于应力的增加,金属材料开始产生形变,应力下限即为屈服点。
金属拉伸试验曲线
阶段三:强化阶段
试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长。应变增加应力也增加,力量最大值就是金属材料抗拉强度的极限值。
阶段四:颈缩阶段
当应变增加应力下降,金属材料就会产生“颈缩”状态,直至断裂。
特点:
1、弹性阶段
随着荷载的增加,应变随应力成正比增加。如卸去荷载,试件将恢复原状,表现为弹性变形,与A点相对应的应力为弹性极限。
2、屈服阶段
应力与应变不成比例,开始产生塑性变形,应变增加的速度大于应力增长速度,钢材抵抗外力的能力发生“屈服”了。
3、强化阶段
抵抗塑性变形的能力又重新提高,变形发展速度比较快,随着应力的提高而增强。
4、颈缩阶段
材料变形迅速增大,而应力反而下降。试件在拉断前,于薄弱处截面显著缩小,产生“颈缩现象”,直至断裂。
扩展资料:
实验原理:
低碳钢是工程上最广泛使用的材料,同时,低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。
做实验时,可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。
低碳钢为塑性材料,耐拉、耐扭,受到荷载时有明显的屈服点,所承受的最大荷载相对较大。
铸铁为脆性材料,不耐压、不耐扭,受到荷载时没有明显的屈服点,所承受的最大荷载相对较小。
低碳钢为塑性材料,开始时遵守胡克定律沿直线上升,比例极限以后变形加快,但无明显屈服阶段。相反地,图形逐渐向上弯曲。这是因为在过了比例极限后,随着塑性变形的迅速增长,而试件的横截面积逐渐增大,因而承受的载荷也随之增大。
扩展资料:
低碳钢为塑性材料,开始时遵守胡克定律沿直线上升,比例极限以后变形加快,但无明显屈服阶段。相反地,图形逐渐向上弯曲。
塑性材料在断裂前变形较大,塑性指标较高,抵抗拉断的能力较好,其常用的强度指标是屈服极限,而且,一般来说,在拉伸和压缩时的屈服极限值相同,脆性材料在锻炼前的变形较小,塑性指标较低,其强度指标是强度极限,而且其拉伸强度远低于压缩强度。但是材料是塑性的还是脆性的,将随材料所处的温度,应变率和应力状态等条件的变化而不同。
参考资料来源:百度百科-低碳钢拉伸实验